Jahrzehnte nach dem Dreißigjährigen Krieg lagen viele Orte in der Rhön noch in Schutt und Asche. Hinzu kam der Streit um das ehemalige Henneberger Land zwischen dem Stift Fulda und Sachsen-Weimar.
Das Amt Kaltennordheim lag am Rande des Regierungsbezirkes und hatte wirtschaftlich nur eine geringe Bedeutung. Aus diesen Gründen ging es hier mit dem Wiederaufbau nur langsam voran. Erst gegen Ende des 17. Jahrhunderts bemühte man sich ernsthafter um einen wirtschaftlichen Aufschwung in diesem Gebiet.
Um neue Erwerbsquellen zu erschließen, ließen die herzogliche Regierung von Sachsen-Weimar und auch der Stift Fulda in der Rhön Bodenuntersuchungen durchführen. Dabei wurden nahe des Hofes Hochrain bei Gerstengrund (Fuldaer Gebiet) und am Windberg bei Kaltennordheim (Gebiet Sachsen-Weimar) Braunkohleflötze entdeckt.
Um 1700 leitete man die Erschließungsmaßnahmen ein. Im Jahre 1704 ist in den Archivakten vermerkt, dass im Kaltennordheimer Forst beachtliche Mengen Holz für den Stollenabbau eingeschlagen worden sind. Noch im gleichen Jahr begann der Abbau. Die Zeche in Kaltennordheim war zunächst Eigentum des Landes Sachsen-Weimar. Die Abbaumengen waren für die damalige Zeit beachtlich. Ein Teil der abgebauten Kohle wurde für Versuchszwecke zur Kupfergewinnung verwendet und nach Kupfersuhl bei Eisenach gefahren.
In den Jahren 1713 bis 1724 war der Kaltennordheimer Bergbaubetrieb an eine Bergbaugesellschaft in Schmalkalden verpachtet. 1725 erfolgte vorerst eine Stilllegung. In der Zeit von 1741 bis 1747 war die Zeche dann wieder in Betrieb. 1755 gehörte das Kaltennordheimer Bergwerk dem Obersteiger Kolbe zu Schweina und Glücksbrunn. Dieser trat seine Rechte 1766 an Karl-Friedrich Trier zu Leipzig ab, was seitens der sächsischen Landesregierung bestätigt wurde. Im Jahre 1782 erfolgte schließlich der Rückkauf durch die Regierung von Sachsen-Weimar. In dieser Zeit liefen abermals Untersuchungen nach Möglichkeiten eines wirtschaftlichen Aufschwungs in unseren Rhöndörfern. Als 1780 Goethe in Kaltennordheim weilte, besuchte er mit Sicherheit auch das Kaltennordheimer Bergwerk. Eventuell wurde durch ihn auch der Rückkauf durch die herzogliche Regierung veranlasst.
1805 erbrachten die Kaltennordheimer Gruben immerhin 10 000 Zentner Kohle, die in den nahe gelegenen Städten Salzungen, Meiningen und Schmalkalden verkauft wurden. In dieser Zeit waren in Kaltennordheim 1 Steiger und 4 Bergleute beschäftigt.
1843 wurde ein weiterer Stollen angelegt, der Carl-August-Stollen. Aus diesem Stollen förderte man 11 831 Zentner, die Arbeiterzahl stieg nun auf 26 Bergleute an.
1854 schreibt Sachsen-Weimar abermals den gesamten Betrieb zum Verkauf aus. Im Jahre 1865 ging er an Kommerzienrat Rosenblatt zu Lengsfeld über.
1872 wurde abermals verkauft. Die Käufer waren Adolf Emil Kaufmann und Christian Zopf aus Erfurt. 1874 verkauften diese das Unternehmen weiter an Wilhelm Bergmann und Genossen zu Meuselwitz.
Von Anfang an war das Kaltennordheimer Braunkohlenbergwerk von immer wiederkehrenden Schwierigkeiten begleitet. Das erklärt auch den häufigen Besitzwechsel. So gab es z.B. immer wieder Wassereinbrüche in die Stollen, außerdem waren die Flöze an vielen Stellen von Kalksteinlagen oder Basalt unterbrochen, was den Abbau stark erschwerte. Nach dem Bau der Feldabahn wurde der Abtransport der Kohle mittels Loren zum Lagerhaus nahe des Mundlochs und von hier aus zur Verladestation an der Straße durchgeführt. Zu diesem Zweck kaufte man Grundstücke unterhalb des Zechenhauses an und errichtete eine Transportanlage. Dabei entstand auch die Zufahrtsstraße zum Zechenhaus, heute meist „Berghaus" genannt. Nach dem ersten Weltkrieg versuchte man erneut, den Abbau voranzubringen. In den Jahren bis 1921 ließ man mehrere Probebohrungen durchführen. Es gelang jedoch nicht bis zu dem Flöz vorzudringen, welches unterhalb des westlich vom Zechenhaus gelegenem Gemeindeholz liegt und das noch eine beachtliche Fördermenge versprach. In den folgenden Jahren bis 1926 kam der Abbau völlig zum Erliegen.
Erst in den Notjahren nach dem II. Weltkrieg erinnerte man sich erneut an das alte Bergwerk am Windberg. 1946 wurden neue Untersuchen der alten Stollen und des angrenzenden Geländes eingeleitet. Um diese Zeit ist die Grube von der Familie Bruns aus Kaltennordheim erworben worden.
1947 gründete man schließlich den Zweckverband „Rhönkohle”. Zu diesem gehörten auch die Stollen am Hochrain und bei Frankenheim sowie die an der Klingser Hut und am Horbel oberhalb von Empfertshausen.
Im Monatsbericht dieses Zweckverbandes vom September 1946 ist bei einer Mannschaftsstärke von 26 Mann eine Fördermenge von 180 Tonnen verzeichnet. Im Monat Oktober 1949 ist allerdings bei 219 gefahrenen Schichten und einer Mannschaft von 10 Bergleuten die Fördermenge „Null” vermerkt.
Ebenso wenig förderte man in der Grube Frankenheim, wo man im Oktober 1946 zwar 146 Tonnen zu Tage brachte, aber in den folgenden Monaten die Fördermenge ebenfalls bis auf „Null” zurück ging. Gegen Ende des Jahres 1949 stellte der Zweckverband „Rhönkohle" endgültig den Abbau ein, da die Ausgaben den Erlös weit überstiegen.